JPH07231046A - Semiconductor storage device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor storage device and its manufacture

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JPH07231046A
JPH07231046A JP6020624A JP2062494A JPH07231046A JP H07231046 A JPH07231046 A JP H07231046A JP 6020624 A JP6020624 A JP 6020624A JP 2062494 A JP2062494 A JP 2062494A JP H07231046 A JPH07231046 A JP H07231046A
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JP
Japan
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capacitor
electrode
memory device
semiconductor memory
lower electrode
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Application number
JP6020624A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Imai
仁 今井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH07231046A publication Critical patent/JPH07231046A/en
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Abstract

PURPOSE:To increase the surface area of a capacitor electrode so as to increase the capacity of the capacitor and improve the memory characteristics by providing ruggedness on the top and side surfaces of the bottom electrode of the capacitor and providing ruggedness also on the top electrode plane that faces the bottom electrode of the capacitor. CONSTITUTION:Ruggedness is provided on the top and the side surfaces of the bottom electrode 16A of a capacitor, and the plane of a top electrode 19 that faces the bottom electrode 16A of the capacitor is also provided with ruggedness. Namely, after forming the pattern of the capacitor bottom electrode 16, many fine shielding particles, for example, high-polymer material 22 such as latex particles, are adhered to the whole surfaces of the capacitor bottom electrode 16. Then, the capacitor bottom electrode 16 is etched by using many fine shielding particles 22 adhered to the whole surface as a mask, and fine ruggedness is formed on the whole surface. A capacitor dielectric material 18 formed of silicon nitride film is formed on the bottom electrode 16A and a capacitor top electrode 19 is formed on the capacitor dielectric material 18.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、1トランジスタ1キ
ャパシタのメモリセル構造を有する半導体記憶装置(D
RAM)及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device (D having a memory cell structure of one transistor and one capacitor).
RAM) and its manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体記憶装置の構造について図
26を参照しながら説明する。図26は、従来の半導体
記憶装置の2ビットのメモリセル構造を示す部分断面図
である。
2. Description of the Related Art The structure of a conventional semiconductor memory device will be described with reference to FIG. FIG. 26 is a partial cross-sectional view showing a 2-bit memory cell structure of a conventional semiconductor memory device.

【0003】図26において、5は素子分離用のシリコ
ン酸化膜、7はMOSトランジスタのゲート電極、8は
ソース/ドレインである。また、9は絶縁膜であるシリ
コン酸化膜、10は同様に絶縁膜であるシリコン酸化
膜、12はドープドポリシリコン膜、13はシリコンタ
ングステン(WSi)膜、14は絶縁膜であるシリコン
酸化膜である。なお、ドープドポリシリコン膜12及び
シリコンタングステン膜13によりビット線を形成して
いる。
In FIG. 26, 5 is a silicon oxide film for element isolation, 7 is a gate electrode of a MOS transistor, and 8 is a source / drain. Further, 9 is a silicon oxide film which is an insulating film, 10 is a silicon oxide film which is also an insulating film, 12 is a doped polysilicon film, 13 is a silicon tungsten (WSi) film, and 14 is a silicon oxide film which is an insulating film. Is. The doped polysilicon film 12 and the silicon tungsten film 13 form a bit line.

【0004】また、16はドープドシリコン酸化膜から
構成されたキャパシタ下部電極、18はシリコン窒化膜
又はシリコン窒化膜とシリコン酸化膜から構成されたキ
ャパシタ誘電体、19はドープドシリコン酸化膜から構
成されたキャパシタ上部電極である。なお、キャパシタ
下部電極16、キャパシタ誘電体18及びキャパシタ上
部電極19からキャパシタ電極21が構成され、1つの
キャパシタ電極21は1ビットに相当する電荷(電子)
を蓄える。さらに、20は絶縁膜であるシリコン酸化膜
である。
Further, 16 is a capacitor lower electrode composed of a doped silicon oxide film, 18 is a silicon nitride film or a capacitor dielectric composed of a silicon nitride film and a silicon oxide film, and 19 is a doped silicon oxide film. Is the upper electrode of the formed capacitor. A capacitor electrode 21 is composed of the capacitor lower electrode 16, the capacitor dielectric 18, and the capacitor upper electrode 19, and one capacitor electrode 21 is a charge (electron) equivalent to 1 bit.
Store. Further, 20 is a silicon oxide film which is an insulating film.

【0005】つぎに、前述した従来の半導体記憶装置の
製造方法について図12から図26までを参照しながら
説明する。図12〜図25は、従来の半導体記憶装置の
各製造工程における構造(2ビットのメモリセル)を示
す部分断面図である。
Next, a method of manufacturing the above-mentioned conventional semiconductor memory device will be described with reference to FIGS. 12 to 26. 12 to 25 are partial cross-sectional views showing a structure (2-bit memory cell) in each manufacturing process of a conventional semiconductor memory device.

【0006】まず、LOCOS法により素子分離用酸化
膜を形成する。すなわち、シリコン基板1上の全面にシ
リコン酸化膜2を酸化炉で形成し、ポリシリコン膜3及
び窒化膜4を減圧CVD法等により堆積した後、フォト
レジストを塗布し写真製版法で所望のパターンを形成す
る。そして、図12に示すように、ドライエッチングで
ポリシリコン膜3と窒化膜4をエッチングし、レジスト
を除去する。
First, an oxide film for element isolation is formed by the LOCOS method. That is, a silicon oxide film 2 is formed on an entire surface of a silicon substrate 1 in an oxidation furnace, a polysilicon film 3 and a nitride film 4 are deposited by a low pressure CVD method or the like, and then a photoresist is applied to a desired pattern by a photolithography method. To form. Then, as shown in FIG. 12, the polysilicon film 3 and the nitride film 4 are etched by dry etching to remove the resist.

【0007】次に、上記基板を再び酸化炉に入れ、図1
3に示すように、素子分離用のシリコン酸化膜5を形成
する。なお、以下の図ではシリコン基板1上のシリコン
酸化膜2の図示を省略する。さらに、図14に示すよう
に、上記基板の全面にドープドポリシリコン膜6を減圧
CVD法等により堆積する。そして、図15に示すよう
に、上記基板を写真製版法及びエッチングでMOSトラ
ンジスタのゲート電極7を形成した後、ソース/ドレイ
ン8を形成するために、全面にリン注入を行う。次に、
図16に示すように、LDD(lightly Doped Drain)
形成のために、シリコン酸化膜9をゲート電極7の側壁
に減圧CVD法、異方性エッチング等により形成する。
その後、更に、ソースドレイン8にリンを注入する。
Next, the above-mentioned substrate is put into the oxidation furnace again, and as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, a silicon oxide film 5 for element isolation is formed. In the following figures, the silicon oxide film 2 on the silicon substrate 1 is not shown. Further, as shown in FIG. 14, a doped polysilicon film 6 is deposited on the entire surface of the substrate by a low pressure CVD method or the like. Then, as shown in FIG. 15, after the gate electrode 7 of the MOS transistor is formed on the substrate by photolithography and etching, phosphorus is implanted on the entire surface to form the source / drain 8. next,
As shown in FIG. 16, LDD (lightly Doped Drain)
For formation, the silicon oxide film 9 is formed on the side wall of the gate electrode 7 by the low pressure CVD method, anisotropic etching or the like.
After that, phosphorus is further injected into the source / drain 8.

【0008】次に、図17に示すように、上記基板の全
面に絶縁膜であるシリコン酸化膜10を減圧CVD法等
により堆積した後、写真製版法でコンタクトホール11
を形成する。その後、図18に示すように、上記基板の
全面にドープドポリシリコン膜12とシリコンタングス
テン(WSi)膜13を減圧CVD法等により堆積した
後、写真製版法、エッチングによりビット線を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 17, a silicon oxide film 10 as an insulating film is deposited on the entire surface of the substrate by a low pressure CVD method or the like, and then a contact hole 11 is formed by a photolithography method.
To form. Thereafter, as shown in FIG. 18, a doped polysilicon film 12 and a silicon tungsten (WSi) film 13 are deposited on the entire surface of the substrate by a low pressure CVD method or the like, and then a bit line is formed by a photolithography method and etching.

【0009】さらに、図19に示すように、絶縁膜であ
るシリコン酸化膜14を減圧CVD法等により堆積した
後、キャパシタ電極の下部電極用のコンタクトホール1
5を形成する。
Further, as shown in FIG. 19, after a silicon oxide film 14 which is an insulating film is deposited by a low pressure CVD method or the like, a contact hole 1 for a lower electrode of a capacitor electrode is formed.
5 is formed.

【0010】次に、図20に示すように、基板の全面に
キャパシタ電極の下部電極用材料であるリンドープドポ
リシリコン16を減圧CVD法等により堆積する。この
とき、減圧CVD法の条件を変更することにより、例え
ば通常のデポ温度より下げること等によりリンドープド
ポリシリコン膜16の表面に凹凸を形成する。なお、図
上の凹凸は模式的に示している。
Next, as shown in FIG. 20, phosphorus-doped polysilicon 16 which is a material for the lower electrode of the capacitor electrode is deposited on the entire surface of the substrate by a low pressure CVD method or the like. At this time, irregularities are formed on the surface of the phosphorus-doped polysilicon film 16 by changing the conditions of the low pressure CVD method, for example, by lowering the temperature from a normal deposition temperature. In addition, the unevenness on the drawing is schematically shown.

【0011】さらに、図21に示すように、フォトレジ
スト(photo resist)17を基板の全面に塗布し、図2
2に示すように、写真製版で所望のパターン17を形成
する。
Further, as shown in FIG. 21, a photoresist 17 is applied to the entire surface of the substrate,
As shown in FIG. 2, a desired pattern 17 is formed by photolithography.

【0012】つづいて、図23に示すように、上記レジ
ストパターン17をマスクにしてリンドープドポリシリ
コン膜16をエッチングし、レジスト除去後、図24に
示すように、キャパシタ下部電極16を形成する。
Then, as shown in FIG. 23, the phosphorus-doped polysilicon film 16 is etched by using the resist pattern 17 as a mask, and after removing the resist, a capacitor lower electrode 16 is formed as shown in FIG. .

【0013】つづいて、図25に示すように、シリコン
窒化膜又はシリコン窒化膜とシリコン酸化膜から構成さ
れたキャパシタ誘電体18を減圧CVD法等により堆積
し、さらに全面に、ドープドシリコン酸化膜であるキャ
パシタ上部電極19を減圧CVD法等により堆積する。
Subsequently, as shown in FIG. 25, a capacitor dielectric 18 composed of a silicon nitride film or a silicon nitride film and a silicon oxide film is deposited by a low pressure CVD method or the like, and a doped silicon oxide film is further formed on the entire surface. Capacitor upper electrode 19 is deposited by a low pressure CVD method or the like.

【0014】そして、図26に示すように、シリコン酸
化膜等であって、他の金属配線との絶縁を図る絶縁膜2
0を減圧CVD法等により堆積する。
Then, as shown in FIG. 26, an insulating film 2 such as a silicon oxide film for insulating from other metal wiring.
0 is deposited by a low pressure CVD method or the like.

【0015】従来例におけるこの種のメモリセルでは、
図26に示すように、キャパシタ下部電極16及びキャ
パシタ上部電極19の上部に形成された凹凸を利用して
キャパシタ容量を稼いでいた。すなわち、キャパシタ電
極21に蓄えられた電荷(電子)は、時間の経過ととも
に消失されるので、キャパシタ容量は大きいほどよく、
上記凹凸を利用して表面積を大きくしていた。
In this type of memory cell in the conventional example,
As shown in FIG. 26, the unevenness formed on the upper and lower parts of the capacitor lower electrode 16 and the capacitor upper electrode 19 was utilized to increase the capacitor capacity. That is, the electric charge (electrons) stored in the capacitor electrode 21 disappears with the passage of time, so the larger the capacitor capacity, the better,
The surface area was increased by utilizing the irregularities.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】キャパシタ容量を増大
させるには、前述したようにキャパシタ電極の表面積を
大きくしなければならない。1ケのキャパシタ電極の占
める基板上面からみた投影面積を一定か、もしくは、小
さくしておいて、かつその表面積を増大させるには、キ
ャパシタ電極の厚みを厚くして、その側面積を増やすこ
とにより、表面積を増大させる方法がある。しかしなが
ら、その方法によりキャパシタ電極の厚みを厚くしてい
くと、周辺回路部とメモリーセル部の段差が大きくなり
すぎ、アルミ(Al)配線等の写真製版が1度ではでき
なくなるという欠点があった。そこで、上述した従来の
半導体記憶装置では、キャパシタ電極の厚みを厚くせず
に表面積を大きくするために、キャパシタ電極21の下
部電極16の上部表面に凹凸を設けているが(凹凸がな
いものに比べて約1.2〜1.3倍増大できた。)、製
造上、キャパシタ下部電極16の側面に凹凸が設けられ
ていないため、その表面積を十分大きくできず、キャパ
シタ容量を十分大きくできないという問題点があった。
In order to increase the capacitance of the capacitor, it is necessary to increase the surface area of the capacitor electrode as described above. To increase the surface area while keeping the projected area of one capacitor electrode viewed from the upper surface of the substrate constant or small, increase the thickness of the capacitor electrode and increase its side area. , There is a way to increase the surface area. However, if the thickness of the capacitor electrode is increased by that method, the step difference between the peripheral circuit portion and the memory cell portion becomes too large, and there is a drawback that photolithography of aluminum (Al) wiring or the like cannot be performed at once. . Therefore, in the above-described conventional semiconductor memory device, unevenness is provided on the upper surface of the lower electrode 16 of the capacitor electrode 21 in order to increase the surface area without increasing the thickness of the capacitor electrode. It is possible to increase by about 1.2 to 1.3 times compared with the above.) In manufacturing, since the side surface of the capacitor lower electrode 16 is not provided with irregularities, its surface area cannot be increased sufficiently and the capacitor capacitance cannot be increased sufficiently. There was a problem.

【0017】この発明は、前述した問題点を解決するた
めになされたもので、キャパシタ電極の表面積を増大さ
せることにより、キャパシタ容量を十分大きくでき、ひ
いてはメモリ特性を向上することができる半導体記憶装
置及びその製造方法を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and by increasing the surface area of the capacitor electrode, the capacity of the capacitor can be sufficiently increased, and the memory characteristics can be improved. And its manufacturing method.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る半導体記憶装置は、1トランジスタ、1キャパシタの
メモリセルを有する半導体記憶装置において、前記キャ
パシタの下部電極の上部及び側部表面に凹凸が設けら
れ、かつ前記キャパシタの下部電極に対向する上部電極
の対向面にも凹凸が設けられたものである。
A semiconductor memory device according to claim 1 of the present invention is a semiconductor memory device having a memory cell of one transistor and one capacitor, and an unevenness is formed on the upper and side surfaces of the lower electrode of the capacitor. And the unevenness is also provided on the facing surface of the upper electrode facing the lower electrode of the capacitor.

【0019】この発明の請求項2に係る半導体記憶装置
の製造方法は、次に掲げる工程を含むものである。 〔1〕 キャパシタ下部電極のパターン形成後、前記キ
ャパシタ下部電極の表面全体に多数の微細な遮蔽物を付
着させる第1の工程。 〔2〕 前記表面全体に付着した多数の微細な遮蔽物を
マスクとして前記キャパシタ下部電極をエッチングしそ
の表面全体に多数の微細な凹部を形成する第2の工程。 〔3〕 前記多数の微細な凹部が形成されたキャパシタ
下部電極の上にキャパシタ誘電体を形成し、その上にキ
ャパシタ上部電極を形成する第3の工程。
A method of manufacturing a semiconductor memory device according to a second aspect of the present invention includes the following steps. [1] A first step of depositing a large number of fine shields on the entire surface of the capacitor lower electrode after forming the pattern of the capacitor lower electrode. [2] A second step of etching the capacitor lower electrode by using a large number of fine shields attached to the entire surface as a mask to form a large number of fine recesses on the entire surface. [3] A third step of forming a capacitor dielectric on the capacitor lower electrode on which the large number of fine recesses are formed, and forming a capacitor upper electrode thereon.

【0020】[0020]

【作用】この発明の請求項1に係る半導体記憶装置にお
いては、キャパシタ下部電極の側部表面にも凹凸が設け
られ、かつキャパシタ上部電極の前記側部表面の対向面
にも凹凸が設けられることにより、キャパシタ電極の表
面積を従来よりも増大でき、キャパシタ容量を増大でき
る。
In the semiconductor memory device according to the first aspect of the present invention, the side surface of the lower electrode of the capacitor is provided with irregularities, and the opposing surface of the side surface of the upper electrode of the capacitor is also provided with irregularities. As a result, the surface area of the capacitor electrode can be increased more than ever, and the capacitance of the capacitor can be increased.

【0021】この発明の請求項2に係る半導体記憶装置
の製造方法においては、第1の工程によって、キャパシ
タ下部電極のパターン形成後、前記キャパシタ下部電極
の表面全体に多数の微細な遮蔽物が付着させられる。ま
た、第2の工程によって、前記表面全体に付着した多数
の微細な遮蔽物をマスクとして前記キャパシタ下部電極
がエッチングされその表面全体に多数の微細な凹部が形
成される。さらに、第3の工程によって、前記多数の微
細な凹部が形成されたキャパシタ下部電極の上にキャパ
シタ誘電体が形成され、その上にキャパシタ上部電極が
形成される。
In the method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 2 of the present invention, after the patterning of the capacitor lower electrode is performed by the first step, a large number of fine shields are attached to the entire surface of the capacitor lower electrode. To be made. Also, in the second step, the capacitor lower electrode is etched by using the large number of fine shields attached to the entire surface as a mask to form a large number of fine recesses on the entire surface. Further, in the third step, the capacitor dielectric is formed on the capacitor lower electrode in which the large number of fine recesses are formed, and the capacitor upper electrode is formed thereon.

【0022】[0022]

【実施例】【Example】

実施例1.この発明の実施例1の構造について図10を
参照しながら説明する。図10は、この発明の実施例1
のメモリセル構造(2ビット)を示す部分断面図であ
り、キャパシタ電極21A以外は上述した従来装置のも
のと同様である。なお、各図中、同一符号は同一又は相
当部分を示す。
Example 1. The structure of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows the first embodiment of the present invention.
2 is a partial cross-sectional view showing the memory cell structure (2 bits) of FIG. 1 and is the same as that of the conventional device described above except for the capacitor electrode 21A. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

【0023】図10において、キャパシタ電極21A
は、ドープドシリコン酸化膜から構成されたキャパシタ
下部電極16Aと、シリコン窒化膜又はシリコン窒化膜
とシリコン酸化膜から構成されたキャパシタ誘電体18
と、ドープドシリコン酸化膜から構成されたキャパシタ
上部電極19とから構成されている。なお、1個のキャ
パシタ電極21Aは1ビットに相当する電荷(電子)を
蓄える。
In FIG. 10, the capacitor electrode 21A
Is a capacitor lower electrode 16A composed of a doped silicon oxide film, and a capacitor dielectric 18 composed of a silicon nitride film or a silicon nitride film and a silicon oxide film.
And a capacitor upper electrode 19 composed of a doped silicon oxide film. Note that one capacitor electrode 21A stores a charge (electron) corresponding to 1 bit.

【0024】つぎに、前述した実施例1に係る半導体記
憶装置の製造方法について図1から図10までを参照し
ながら説明する。図1〜図9は、この発明の実施例1に
係る半導体記憶装置の各製造工程における構造(2ビッ
トのメモリセル)を示す部分断面図である。なお、図1
に示す工程までは、図12から図19までに示す従来例
と同様である。
Next, a method of manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment described above will be described with reference to FIGS. 1 to 9 are partial sectional views showing the structure (2-bit memory cell) in each manufacturing process of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention. Note that FIG.
Up to the steps shown in FIG. 12 are the same as those in the conventional example shown in FIGS.

【0025】図1に示すように、基板の全面にキャパシ
タ電極の下部電極用材料であるリンドープドポリシリコ
ン16を減圧CVD法により堆積する。
As shown in FIG. 1, phosphorus-doped polysilicon 16 which is a material for the lower electrode of the capacitor electrode is deposited on the entire surface of the substrate by the low pressure CVD method.

【0026】次に、図2に示すように、フォトレジスト
(photo resist)17を上記基板の全面に塗布し、図3
に示すように、写真製版で所望のパターン17をつく
る。
Next, as shown in FIG. 2, a photoresist 17 is applied on the entire surface of the substrate, and then, as shown in FIG.
A desired pattern 17 is formed by photolithography as shown in FIG.

【0027】つづいて、図4に示すように、上記パター
ン17をマスクにしてリンドープドポリシリコンン膜1
6をエッチングし、キャパシタ下部電極16を形成す
る。
Subsequently, as shown in FIG. 4, the phosphorus-doped polysilicon film 1 is formed by using the pattern 17 as a mask.
6 is etched to form the capacitor lower electrode 16.

【0028】次に、図5に示すように、直径が0.1μ
m以下で直径がほぼ均一の球形状の高分子材料22を基
板に付着させる。キャパシタ下部電極16の上からみた
投影面積は、例えば縦0.8μm、横0.5μm程度で
あるので、上記高分子材料22の大きさを直径が0.1
μm以下に選定した。具体的な付着方法は、直径が0.
1μmのラテックス(Latex)粒子(ゴム)などの
高分子材料22を浮遊させた水などの液体中に上記基板
を浸けるようにして通過させ、高分子材料22を上記基
板の全面に付着させる。なお、図5は模式的な図であっ
て、実際は高分子材料22が基板の全面にランダムに付
着する。上記ラテックス粒子は粘着性があり、キャパシ
タ下部電極16の側壁にも付着する。
Next, as shown in FIG. 5, the diameter is 0.1 μm.
A spherical polymer material 22 having a diameter of m or less and a substantially uniform diameter is attached to the substrate. The projected area of the capacitor lower electrode 16 when viewed from above is, for example, about 0.8 μm in length and about 0.5 μm in width, and therefore the size of the polymer material 22 is 0.1 μm in diameter.
It was selected to be less than μm. The specific attachment method is as follows.
The polymer material 22 such as 1 μm latex (Latex) particles (rubber) is soaked and passed through a liquid such as suspended water so that the polymer material 22 is attached to the entire surface of the substrate. Note that FIG. 5 is a schematic diagram, and in reality, the polymer material 22 is randomly attached to the entire surface of the substrate. The latex particles are sticky and adhere to the sidewall of the capacitor lower electrode 16.

【0029】さらに、図6に示すように、この高分子材
料22を遮蔽物にしてキャパシタ下部電極16を、例え
ば塩素と酸素の混合ガスや塩素とSF6の混合ガスでド
ライエッチングする。そうするとキャパシタ下部電極1
6の表面全面にくぼみ(凹部)ができる。なお、シリコ
ン酸化膜14の表面は上記ドライエッチングの影響はな
い。
Further, as shown in FIG. 6, the capacitor lower electrode 16 is dry-etched by using, for example, a mixed gas of chlorine and oxygen or a mixed gas of chlorine and SF 6 with the polymer material 22 as a shield. Then the capacitor lower electrode 1
A depression (recess) is formed on the entire surface of 6. The surface of the silicon oxide film 14 is not affected by the dry etching.

【0030】そして、図7に示すように、高分子材料2
2は水中やアンモニア水と過酸化水素水の混合液中で超
音波をかけることにより除去する。この結果、例えば、
上からみた投影面積が縦0.8μm、横0.5μm程度
のキャパシタ下部電極16Aに、直径が0.05μmの
高分子材料22を100個/μm2程度付着させた場合
は、キャパシタ下部電極16Aの表面積は凹凸がないも
のに比べて約1.5倍から2倍程度増やすことが可能で
ある。
Then, as shown in FIG.
2 is removed by applying ultrasonic waves in water or a mixed solution of aqueous ammonia and aqueous hydrogen peroxide. As a result, for example,
When the polymer material 22 having a diameter of 0.05 μm is adhered at a rate of about 100 pieces / μm 2 to the capacitor lower electrode 16A having a projected area of 0.8 μm in the vertical direction and 0.5 μm in the horizontal direction, the capacitor lower electrode 16A The surface area of can be increased by about 1.5 to 2 times that of the one without irregularities.

【0031】つづいて、図8に示すように、シリコン窒
化膜又はシリコン窒化膜とシリコン酸化膜から構成され
たキャパシタ誘電体18を減圧CVD法等により膜厚を
一様に形成し、図9に示すように、対向する、ドープド
シリコン酸化膜から構成されたキャパシタ上部電極19
を減圧CVD法等により堆積する。なお、図9では省略
しているが、キャパシタ上部電極19の表面にはキャパ
シタ下部電極16Aのくぼみに対応して僅かにへこみを
生じる場合がある。
Subsequently, as shown in FIG. 8, a capacitor dielectric 18 composed of a silicon nitride film or a silicon nitride film and a silicon oxide film is formed to have a uniform film thickness by a low pressure CVD method or the like. As shown, the capacitor upper electrodes 19 made of a doped silicon oxide film are opposed to each other.
Is deposited by a low pressure CVD method or the like. Although not shown in FIG. 9, a slight dent may occur on the surface of the capacitor upper electrode 19 corresponding to the depression of the capacitor lower electrode 16A.

【0032】最後に、図10に示すように、シリコン酸
化膜等であって、他の金属配線との絶縁を図る絶縁膜2
0を堆積する。
Finally, as shown in FIG. 10, an insulating film 2 such as a silicon oxide film for insulating from other metal wiring.
0 is deposited.

【0033】前述したように、キャパシタ下部電極16
Aの表面全体に設けた微細な半球状のくぼみ(凹部)に
より、従来例に比べて表面積が大幅に増えるためキャパ
シタ容量が増える。従って、この実施例1によれば、キ
ャパシタ電極21Aに蓄える電荷(電子)を増大できる
ため、半導体記憶装置のメモリ特性を向上することがで
きる効果がある。特に、半導体記憶装置を微細化した場
合でも、前述したように1ケ当りのキャパシタ電極21
Aの表面積を広くとれる効果がある。
As described above, the capacitor lower electrode 16
The fine hemispherical depressions (recesses) provided on the entire surface of A significantly increase the surface area as compared with the conventional example, and thus increase the capacitance of the capacitor. Therefore, according to the first embodiment, the electric charge (electrons) stored in the capacitor electrode 21A can be increased, and thus the memory characteristic of the semiconductor memory device can be improved. In particular, even when the semiconductor memory device is miniaturized, one capacitor electrode 21 is provided as described above.
There is an effect that the surface area of A can be widened.

【0034】実施例2.なお、上記実施例1では、遮蔽
物として図5の高分子材料22を用いた場合を示した
が、この実施例2では、高分子材料22の代わりに、直
径が0.1μm以下の球形状のシリコン酸化膜を用いた
ものである。
Example 2. Although the polymer material 22 of FIG. 5 was used as the shield in the above-mentioned Example 1, in this Example 2, instead of the polymer material 22, a spherical shape having a diameter of 0.1 μm or less was used. The silicon oxide film is used.

【0035】図4のキャパシタ下部電極16を形成した
後、全体を真空中のCVD装置に挿入し、通常は異物と
して処理されていたものを積極的に異物を出し易い条件
で、つまり通常のデポ温度よりも例えば10℃程度低い
デポ温度で、直径が0.1μm以下の微小なシリコン酸
化膜を図5に示す高分子材料22と同様に基板全面に付
着させる。こうすることにより、上記実施例1と同様の
遮蔽物を形成することができ、上記遮蔽物をマスクにし
てエッチングし、図6と同様に多数の凹部を形成する。
その後、遮蔽物である上記微細なシリコン酸化膜をフッ
酸液につけ、溶かして除去する。
After the capacitor lower electrode 16 of FIG. 4 is formed, the whole is inserted into a CVD apparatus in a vacuum, and what was normally treated as a foreign substance is positively discharged under the condition that the foreign substance is easily discharged. A minute silicon oxide film having a diameter of 0.1 μm or less is deposited on the entire surface of the substrate at a deposition temperature lower than the temperature by, for example, about 10 ° C. like the polymer material 22 shown in FIG. By doing so, it is possible to form a shield similar to that in the first embodiment, and etching is performed using the shield as a mask to form a large number of recesses as in FIG.
After that, the fine silicon oxide film, which is a shield, is dipped in a hydrofluoric acid solution, melted, and removed.

【0036】実施例3.また、上記実施例1では、遮蔽
物として図5に示した高分子材料22を用いた場合を示
したが、この実施例3では、高分子材料22の代わり
に、図11に示すように、直径が0.1μm以下の写真
製版法で用いるフォトレジスト23を用いたものであ
る。
Example 3. Further, in the above-mentioned Example 1, the case where the polymer material 22 shown in FIG. 5 was used as the shield was shown, but in this Example 3, instead of the polymer material 22, as shown in FIG. A photoresist 23 having a diameter of 0.1 μm or less and used in the photoengraving method is used.

【0037】図4に示した、パターン17をマスクにし
てリンドープドポリシリコンン膜16をエッチングし、
キャパシタ下部電極16を形成した後、全面にフォトレ
ジストを塗布した後、酸化プラズマを利用したレジスト
除去(アッシャー)装置でこのフォトレジストをプラズ
マ処理することによりフォトレジストが直径0.1μm
の円錐形状の状態になって残る現象を利用したもので、
図11に示すように、直径が0.1μm以下の微小なフ
ォトレジスト23を基板全面に付着させる。こうするこ
とにより、上記実施例1と同様の遮蔽物を形成でき、こ
の遮蔽物をマスクとしてキャパシタ下部電極(ドープド
ポリシリコン)16をエッチングし、図6と同様に多数
の凹部を形成する。その後、遮蔽物であるフォトレジス
ト23を硫酸と過酸化水素の混合液で洗浄し、フォトレ
ジスト23を除去する。
The phosphorus-doped polysilicon film 16 shown in FIG. 4 is etched using the pattern 17 as a mask,
After the capacitor lower electrode 16 is formed, a photoresist is applied on the entire surface, and then the photoresist is plasma-treated by a resist removing (asher) device using an oxidation plasma, so that the photoresist has a diameter of 0.1 μm.
It utilizes the phenomenon that remains in the conical shape of
As shown in FIG. 11, a minute photoresist 23 having a diameter of 0.1 μm or less is attached to the entire surface of the substrate. By doing so, a shield similar to that of the first embodiment can be formed, and the capacitor lower electrode (doped polysilicon) 16 is etched using this shield as a mask to form a large number of recesses as in FIG. Then, the photoresist 23, which is a shield, is washed with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide to remove the photoresist 23.

【0038】なお、図11は、フォトレジスト23がア
ッシャー装置で完全に除去される直前の状態を示す。現
状でもアッシャー装置により完全にフォトレジスト23
を除去することは難しく、直径が0.1μmのフォトレ
ジストが多数(例えば、1000〜2000個/6イン
チφウエハ)残っている。従って、時間を調節してオー
バーアッシングしなければ同図のような状態を作り出す
ことは可能である。
Incidentally, FIG. 11 shows a state immediately before the photoresist 23 is completely removed by the asher device. Even under the present circumstances, the photoresist 23 is completely removed by the asher device
Is difficult to remove, and a large number of photoresists having a diameter of 0.1 μm (for example, 1000 to 2000 pieces / 6 inch φ wafer) remain. Therefore, it is possible to create the state shown in the figure without adjusting the time and performing overashing.

【0039】[0039]

【発明の効果】この発明の請求項1に係る半導体記憶装
置は、以上説明したとおり、1トランジスタ、1キャパ
シタのメモリセルを有する半導体記憶装置において、前
記キャパシタの下部電極の上部及び側部表面に凹凸が設
けられ、かつ前記キャパシタの下部電極に対向する上部
電極の対向面にも凹凸が設けられたので、キャパシタ電
極の表面積を増大できるため、キャパシタ電極の容量を
増大でき、ひいてはメモリ特性を向上することができる
という効果を奏する。特に、装置を微細化した場合で
も、1ケ当りのキャパシタ電極の表面積を広くとること
ができるという効果を奏する。
As described above, the semiconductor memory device according to claim 1 of the present invention is a semiconductor memory device having memory cells of one transistor and one capacitor, and is formed on the upper and side surfaces of the lower electrode of the capacitor. Since the unevenness is provided and the facing surface of the upper electrode facing the lower electrode of the capacitor is also provided with the unevenness, the surface area of the capacitor electrode can be increased, so that the capacitance of the capacitor electrode can be increased, which in turn improves the memory characteristics. There is an effect that can be done. In particular, even when the device is miniaturized, the surface area of each capacitor electrode can be increased.

【0040】この発明の請求項2に係る半導体記憶装置
の製造方法は、キャパシタ下部電極のパターン形成後、
前記キャパシタ下部電極の表面全体に多数の微細な遮蔽
物を付着させる第1の工程と、前記表面全体に付着した
多数の微細な遮蔽物をマスクとして前記キャパシタ下部
電極をエッチングしその表面全体に多数の微細な凹部を
形成する第2の工程と、前記多数の微細な凹部が形成さ
れたキャパシタ下部電極の上にキャパシタ誘電体を形成
し、その上にキャパシタ上部電極を形成する第3の工程
とを含むので、製造された半導体記憶装置は、キャパシ
タ電極の表面積を増大できるため、キャパシタ電極の容
量を増大でき、ひいてはメモリ特性を向上することがで
きるという効果を奏する。特に、装置を微細化した場合
でも、1ケ当りのキャパシタ電極の表面積を広くとるこ
とができるという効果を奏する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising:
A first step of depositing a large number of fine shields on the entire surface of the capacitor lower electrode; and a step of etching the capacitor lower electrode using the fine shields attached to the entire surface as a mask And a third step of forming a capacitor dielectric on the capacitor lower electrode on which the large number of minute recesses are formed, and forming a capacitor upper electrode thereon. Therefore, the manufactured semiconductor memory device has an effect that the surface area of the capacitor electrode can be increased, so that the capacitance of the capacitor electrode can be increased, and the memory characteristic can be improved. In particular, even when the device is miniaturized, the surface area of each capacitor electrode can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の製
造方法の一工程における部分断面を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a partial cross section in a step of a method of manufacturing a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の製
造方法の一工程における部分断面を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の製
造方法の一工程における部分断面を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の製
造方法の一工程における部分断面を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method of manufacturing the semiconductor memory device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図5】この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の製
造方法の一工程における部分断面を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の製
造方法の一工程における部分断面を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method of manufacturing the semiconductor memory device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図7】この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の製
造方法の一工程における部分断面を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の製
造方法の一工程における部分断面を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図9】この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の製
造方法の一工程における部分断面を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method of manufacturing the semiconductor memory device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図10】この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の
メモリセル構造の部分断面を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a partial cross section of the memory cell structure of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図11】この発明の実施例3に係る半導体記憶装置の
製造方法の一工程における部分断面を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method of manufacturing the semiconductor memory device according to Embodiment 3 of the present invention.

【図12】従来の半導体記憶装置の製造方法の一工程に
おける部分断面を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method for manufacturing the conventional semiconductor memory device.

【図13】従来の半導体記憶装置の製造方法の一工程に
おける部分断面を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method for manufacturing the conventional semiconductor memory device.

【図14】従来の半導体記憶装置の製造方法の一工程に
おける部分断面を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method for manufacturing the conventional semiconductor memory device.

【図15】従来の半導体記憶装置の製造方法の一工程に
おける部分断面を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method for manufacturing the conventional semiconductor memory device.

【図16】従来の半導体記憶装置の製造方法の一工程に
おける部分断面を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method for manufacturing the conventional semiconductor memory device.

【図17】従来の半導体記憶装置の製造方法の一工程に
おける部分断面を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method for manufacturing the conventional semiconductor memory device.

【図18】従来の半導体記憶装置の製造方法の一工程に
おける部分断面を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method for manufacturing the conventional semiconductor memory device.

【図19】従来の半導体記憶装置の製造方法の一工程に
おける部分断面を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method for manufacturing the conventional semiconductor memory device.

【図20】従来の半導体記憶装置の製造方法の一工程に
おける部分断面を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method for manufacturing the conventional semiconductor memory device.

【図21】従来の半導体記憶装置の製造方法の一工程に
おける部分断面を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method for manufacturing the conventional semiconductor memory device.

【図22】従来の半導体記憶装置の製造方法の一工程に
おける部分断面を示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method for manufacturing the conventional semiconductor memory device.

【図23】従来の半導体記憶装置の製造方法の一工程に
おける部分断面を示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method for manufacturing the conventional semiconductor memory device.

【図24】従来の半導体記憶装置の製造方法の一工程に
おける部分断面を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method for manufacturing the conventional semiconductor memory device.

【図25】従来の半導体記憶装置の製造方法の一工程に
おける部分断面を示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing a partial cross section in a step of the method for manufacturing the conventional semiconductor memory device.

【図26】従来の半導体記憶装置のメモリセル構造の部
分断面を示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing a partial cross section of a memory cell structure of a conventional semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 シリコン酸化膜 3 ポリシリコン膜 4 窒化膜 5 素子分離用のシリコン酸化膜 6 ドープドポリシリコン膜 7 ゲート電極 9 シリコン酸化膜 10 シリコン酸化膜 12 ドープドポリシリコン 13 WSi膜 14 シリコン膜 16 リンドープドポリシリコン膜 16A キャパシタ下部電極 18 キャパシタ誘電体 19 キャパシタ上部電極 20 絶縁膜 21A キャパシタ電極 22 高分子材料 23 フォトレジスト 1 Silicon substrate 2 Silicon oxide film 3 Polysilicon film 4 Nitride film 5 Silicon oxide film for element isolation 6 Doped polysilicon film 7 Gate electrode 9 Silicon oxide film 10 Silicon oxide film 12 Doped polysilicon 13 WSi film 14 Silicon film 16 Phosphorus-Doped Polysilicon Film 16A Capacitor Lower Electrode 18 Capacitor Dielectric 19 Capacitor Upper Electrode 20 Insulating Film 21A Capacitor Electrode 22 Polymer Material 23 Photoresist

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1トランジスタ、1キャパシタのメモリ
セルを有する半導体記憶装置において、前記キャパシタ
の下部電極の上部及び側部表面に凹凸が設けられ、かつ
前記キャパシタの下部電極に対向する上部電極の対向面
にも凹凸が設けられたことを特徴とする半導体記憶装
置。
1. A semiconductor memory device having a memory cell of one transistor and one capacitor, wherein unevenness is provided on the upper and side surfaces of the lower electrode of the capacitor, and the upper electrode facing the lower electrode of the capacitor is opposed. A semiconductor memory device having unevenness on its surface.
【請求項2】 キャパシタ下部電極のパターン形成後、
前記キャパシタ下部電極の表面全体に多数の微細な遮蔽
物を付着させる第1の工程、前記表面全体に付着した多
数の微細な遮蔽物をマスクとして前記キャパシタ下部電
極をエッチングしその表面全体に多数の微細な凹部を形
成する第2の工程、及び前記多数の微細な凹部が形成さ
れたキャパシタ下部電極の上にキャパシタ誘電体を形成
し、その上にキャパシタ上部電極を形成する第3の工程
を含むことを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
2. After patterning the lower electrode of the capacitor,
The first step of depositing a large number of fine shields on the entire surface of the capacitor lower electrode, etching the capacitor lower electrode using the fine shields attached to the entire surface as a mask, A second step of forming fine recesses, and a third step of forming a capacitor dielectric on the capacitor lower electrode on which the large number of fine recesses are formed and forming a capacitor upper electrode thereon. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100976790B1 (en) * 2004-06-11 2010-08-20 동부일렉트로닉스 주식회사 Fabrication method of capacitor for semiconductor device

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